Секция механизированной крепи Российский патент 2003 года по МПК E21D23/04 

Изобретение относится к горному делу, а именно к механизированному креплению очистных забоев при подземной добыче полезных ископаемых.

Известна секция механизированной крепи, включающая перекрытие, основание, на котором в сферических опорах с возможностью поворота установлены стойки, цилиндры которых снабжены цапфами, свободно размещенными в С-образных проушинах основания (а.с. СССР № 1239357, М.кл. Е 21 D 23/00, 1986 г.).

Недостатком указанной конструкции является низкая надежность фиксации стойки в основании, проявляющаяся, в частности, при передвижке секции крепи с активным подпором кровли. Вследствие наличия зазоров между С-образными пазами проушин опор основания и цапфами цилиндра стойки, разворотов и наклонов стоек в сферических опорах происходит размыкание цилиндра стойки с основанием.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является секция механизированной крепи, включающая перекрытие и основание, на котором в сферических опорах с возможностью поворота установлены гидростойки, цилиндры которых снабжены симметрично расположенными цапфами, установленными с возможностью взаимодействия со втулками фиксаторов, размещенными в отверстиях основания (патент РФ на полезную модель № 13968, Е 21 D 23/04, приоритет от 10.01.2000 г., БИ № 17, опублик. 20.06.2000 г.). При этом каждая втулка фиксатора размещена на основании посредством оси, установленной в отверстиях основания и втулки. Оси закреплены от продольного смещения посредством шплинтов.

Одним из недостатков прототипа является недостаточная прочность оси, посредством которой в основании устанавливается втулка. В ходе силового контакта втулки с цапфами гидростойки втулка и ось воспринимают значительную нагрузку (20...30 т). При этом возможность увеличения диаметра оси для обеспечения ее прочности ограничена, во-первых, тем, что это приводит к увеличению диаметра втулки, удлинению цапфы и увеличению действующей на цапфу изгибающей нагрузки, а, во-вторых, к необходимости соответствующего увеличения ширины основания секции. Отметим также, что установка и особенно извлечение оси, размещенной в стесненных габаритах основания секции и подверженной воздействию коррозии и загрязнений, вызывает существенные трудности. В случае же недостаточной прочности оси и возникновения в ней даже небольшой пластической деформации ее извлечение становится весьма проблематичным.

Еще одним недостаток прототипа обусловлен тем, что, поскольку угол отклонения гидростойки от вертикали меняется в широком диапазоне (в современных крепях 7...60⁰), при силовом контакте цапфы со втулкой на втулку и ось воздействует усилие, имеющее не только поперечную, но и продольную составляющую. Величина продольной составляющей может составлять до 40% от величины поперечной, т.е. 8...12 т. Поскольку допустимые нагрузки шплинтового соединения, удерживающего ось от смещения в конструкции прототипа, на порядок меньше, то необходимо ввести в конструкцию надежное силовое крепление оси с соответствующим увеличением габаритов и усложнением операций монтажа-демонтажа.

В основу изобретения поставлена задача создания секции механизированной крепи, в которой путем изменения конструкции основания секции и узла фиксации гидростоек обеспечивались надежность фиксации гидростоек в основании, а также улучшение условий проведения операций монтажа-демонтажа гидростоек.

Поставленная задача решается за счет того, что в секции механизированной крепи, включающая перекрытие и основание, на котором в сферических опорах с возможностью поворота установлены гидростойки, цилиндры которых снабжены симметрично расположенными цапфами, установленными с возможностью взаимодействия со втулками фиксаторов, размещенными в отверстиях основания, согласно изобретению каждая втулка выполнена с вырезом, ширина которого больше диаметра цапфы, с образованием незамкнутой поверхности в форме арки, которой охвачена цапфа гидростойки. При этом основание снабжено петлей, а фиксатор - эксцентриком, выполненным с пазом, и стопором с возможностью установки последнего в петле основания и пазу эксцентрика.

Отличительными от прототипа существенными признаками изобретения являются: выполнение в каждой втулке фиксатора выреза, ширина которого больше диаметра цапфы, с образованием незамкнутой поверхности в форме арки, которой охвачена цапфа гидростойки; снабжение основания петлей; снабжение фиксатора эксцентриком, выполненным с пазом; наличие стопора с возможностью установки последнего в петле основания и пазу эксцентрика.

Во взаимодействии с известными признаками выполнение в каждой втулке фиксатора выреза, ширина которого больше диаметра цапфы, с образованием незамкнутой поверхности в форме арки, которой охвачена цапфа гидростойки, достаточно для обеспечения надежной фиксации гидростоек в основании. В процессе работы секции при любом значении угла отклонения гидростойки от вертикали из ее рабочего диапазона углов цапфы гидростойки вступают в силовой контакт с незамкнутой поверхностью втулок фиксаторов в форме арки, которой охвачены цапфы. Необходимые прочностные параметры фиксаторов определяются наружным диаметром втулок, таким образом увеличение прочности и надежности крепления в отличие от прототипа не требует увеличения габаритов основания по ширине. Для выполнения операций монтажа-демонтажа гидростойки требуется развернуть фиксаторы в отверстиях основания так, чтобы вывести цапфы через вырезы во втулках фиксаторов.

Снабжение основания петлей, а фиксатора эксцентриком, выполненным с пазом, и наличие стопора с возможностью установки его в петле основания и пазу эксцентрика позволяют исключить самопроизвольный разворот фиксаторов, а также обеспечить удобство разворота фиксаторов при выполнении операций монтажа-демонтажа, в ходе которых эксцентрик используется в качестве рычага. Отметим, что стопор и петля не воспринимают нагрузок при работе секции в ходе силового контакта цапф с фиксаторами в отличие от оси в конструкции прототипа. Вследствие этого размеры стопора и петли не влияют на габариты секции, а крепление стопора в петле не является силовым и может быть осуществлено посредством любых известных элементов (в частности посредством шплинта, резьбового соединения, упора и т.д.).

На фиг. 1 показан пример исполнения секции механизированной крепи согласно изобретению с вырывом в месте соединения стойки с опорой основания. На фиг. 2 показан разрез А-А (фиг. 1). На фиг. 3 показан разрез Б-Б (фиг.2).

Секция механизированной крепи (см. фиг. 1) включает перекрытие 1 и основание 2 со сферическими опорами 3, на которые опираются гидростойки 4. Цилиндры гидростоек 4 снабжены симметрично расположенными цапфами 5. Оси цапф перпендикулярны оси гидростойки. Цапфы 5 свободно охвачены незамкнутой поверхностью в форме арки фиксаторов 6, шарнирно размещенных в отверстиях 7 на ребрах основания 2. Арка сформирована с помощью выреза 8 в теле втулки фиксатора. Ширина выреза 8 больше диаметра цапфы 5. Фиксатор снабжен эксцентриком 9 с пазом 10. На внутренних по отношению к стойке поверхностях проушин основания закреплены петли 11 и бойки 12. Стопор 13 размещен в петле 11 и пазу 10 эксцентрика с упором в бонку 12.

Работа секции механизированной крепи осуществляется следующим образом.

При подаче рабочей жидкости на раздвижку гидростоек 4 последние, взаимодействуя со сферическими опорами 3 в основании 2 и перекрытием 1, производят распор секции крепи. При этом фиксаторы 6 не нагружены.

При подаче рабочей жидкости на складывание гидростоек 4 последние, взаимодействуя посредством цапф 5 с поверхностью в форме арки фиксаторов 6, размещенных отверстиях 7 основания и перекрытием 1, производят складывание секции крепи. Усилие складывания гидростоек 4 передается через цапфы 5 на втулки фиксаторов 6. При этом прочность и надежность работы соединения достигаются выбором необходимого значения наружного диаметра втулок фиксаторов 6.

Самопроизвольный разворот фиксатора исключается благодаря размещению стопора 13 в петле 11 и пазу 10 эксцентрика фиксатора, причем стопор 13 и петля 11 не воспринимают нагрузок в ходе силового контакта цапф 5 с фиксаторами 6.

При выполнении операций монтажа-демонтажа гидростойки стопор 13 извлекается из паза 10 эксцентрика фиксатора. Это позволяет развернуть фиксатор 6 в отверстии 7 так, чтобы положение выреза 8 не препятствовало выведению цапф 5 из фиксатора при выходе гидростойки из основания. Таким образом обеспечивается удобство выполнения монтажа-демонтажа гидростойки в стесненных условиях подземных забоев.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при механизированном креплении очистных забоев. Задача изобретения – обеспечение надежности фиксации гидростоек в основании и улучшение условий проведения операций монтажа-демонтажа гидростоек. Секция механизированной крепи включает перекрытие и основание, на котором в сферических опорах с возможностью поворота установлены гидростойки, цилиндры которых снабжены симметрично расположенными цапфами, установленными с возможностью взаимодействия со втулками фиксаторов, размещенными в отверстиях основания. Каждая втулка выполнена с вырезом, ширина которого больше диаметра цапфы, с образованием незамкнутой поверхности в форме арки, которой охвачена цапфа гидростойки. Основание снабжено петлей, а фиксатор – эксцентриком, выполненным с пазом, и стопором с возможностью установки последнего в петле основания и пазу эксцентрика. 3 ил.

Секция механизированной крепи, включающая перекрытие и основание, на котором в сферических опорах с возможностью поворота установлены гидростойки, цилиндры которых снабжены симметрично расположенными цапфами, установленными с возможностью взаимодействия со втулками фиксаторов, размещенными в отверстиях основания, отличающаяся тем, что каждая втулка выполнена с вырезом, ширина которого больше диаметра цапфы, с образованием незамкнутой поверхности в форме арки, которой охвачена цапфа гидростойки, при этом основание снабжено петлей, а фиксатор – эксцентриком, выполненным с пазом, и стопором с возможностью установки последнего в петле основания и пазу эксцентрика.